Um einen Trockentransformator zu kühlen, können die folgenden Methoden verwendet werden:
- Natürliche Luftkühlung: Ermöglicht dem Transformator die Wärmeableitung durch natürliche Konvektion. Die Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung rund um den Transformator trägt zu einer effizienten Wärmeableitung bei.
- Erzwungene Luftkühlung: Der Einsatz von Ventilatoren oder Gebläsen zur Erhöhung des Luftstroms um den Transformator herum, wodurch die Wärmeableitung verbessert wird. Dies wird häufig bei größeren oder stärker belasteten Trockentransformatoren verwendet.
- Installation in einer kühlen Umgebung: Die Platzierung des Transformators an einem Ort mit stabiler und kühler Umgebungstemperatur kann dabei helfen, seine Betriebstemperatur zu kontrollieren.
Um einen Transformator zu kühlen, können je nach Transformatortyp mehrere Methoden angewendet werden:
- Ölkühlung: Bei ölgefüllten Transformatoren wird Öl verwendet, um Wärme zu absorbieren und an Kühler oder Kühlsysteme zu übertragen.
- Luftkühlung: Die Verwendung natürlicher oder forcierter Luft zur Kühlung von Transformatoren, insbesondere für Trockentransformatoren oder luftgekühlte Transformatoren.
- Wasserkühlung: In manchen Fällen kann Wasser zur Wärmeaufnahme über einen Wärmetauscher oder ein Kühlsystem genutzt werden.
- Wärmeableitungssysteme: Verwendung von Kühlkörpern oder externen Heizkörpern zur Erleichterung der Wärmeableitung.
Ein Trockentransformator kann aus mehreren Gründen durchbrennen:
- Überlastung: Übermäßige Belastung über die Nennkapazität des Transformators hinaus kann zu Überhitzung und potenzieller Brandgefahr führen.
- Isolationsversagen: Bruch von Isoliermaterialien kann zu Kurzschlüssen und Überhitzung führen.
- Schlechte Belüftung: Eine unzureichende Luftzirkulation um den Transformator kann Wärme einschließen und das Risiko einer Überhitzung erhöhen.
- Kontamination: Vorhandensein von Staub, Schmutz oder anderen Verunreinigungen, die die Wärmeableitung und die Integrität der Isolierung beeinträchtigen.
Ein Trockentransformator arbeitet mit Luft als Kühlmedium anstelle von Öl. Es besteht im Allgemeinen aus Wicklungen und Kernmaterialien aus isolierten, der Luft ausgesetzten Bauteilen. Der Transformator funktioniert durch die Umwandlung elektrischer Energie von einem Spannungsniveau in ein anderes durch elektromagnetische Induktion, wobei die dabei entstehende Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird.
Ein Transformator erwärmt sich aufgrund mehrerer Faktoren:
- Elektrische Verluste: Der Widerstand in den Wicklungen verursacht I²R-Verluste (ohmsche Verluste), die Wärme erzeugen.
- Kernverluste: Verluste aufgrund der magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials, einschließlich Hysterese- und Wirbelstromverluste.
- Überlastung: Der Betrieb des Transformators über seiner Nennkapazität erhöht die Wärmeerzeugung.
- Unwirksame Kühlung: Unzureichende Kühlmethoden oder schlechte Belüftung können Wärme einfangen und die Transformatortemperatur erhöhen.
